加工倒擋變速叉專用夾具說明書

1、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)0.035題目：制定倒擋變速叉機(jī)械加工工藝及鉆1600.035孔工序?qū)Ｓ脵C(jī)床夾具設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化1201班學(xué)號：20學(xué)生姓名：翟博文指導(dǎo)教師：弋景剛、姜海勇教師職稱：教授、副教授二零一五年七月十六號目錄1. 設(shè)計(jì)任務(wù)22. 零件的工藝分析33. 毛坯的選擇44. 制訂零件的機(jī)械加工工藝路線55. 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差96. 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)97. 設(shè)計(jì)體會118附參考資料121. 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)題目0.035倒擋變速叉鉆160mm孔專用夾具設(shè)計(jì)（2）原始數(shù)據(jù)1）生產(chǎn)類型：大批量生產(chǎn)2）倒擋變速叉零件圖樣（3）設(shè)

2、計(jì)內(nèi)容（1）制訂零件的機(jī)械加工工藝路線在對零件分析的基礎(chǔ)上，制定零件的工藝路線。對比較復(fù)雜的零件，應(yīng)先考慮幾個(gè)加工方案，分析比較后從中選擇比較合理的加工方案。（2）確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差（3）設(shè)計(jì)指定的專用夾具，繪制夾具裝配總圖張（4）零件圖3張（5）編寫設(shè)計(jì)說明書1份2. 零件的工藝分析根據(jù)圖紙進(jìn)行三維造型由零件圖可知，其材料為ZG45該材料具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，適用于承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用的工作條件。該倒擋變速叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換檔的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，

3、該表面要求鹽爐淬火處理，硬度為4553HRC并且槽表面要求變頻淬火，硬度為4553HRC為保證撥叉換檔時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔16o0.035mm的垂直度要求為。為保證變速叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用緊固螺釘定位。螺紋孔的尺寸為M10。變速叉頭左端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這16o0.035mm孔和M10孔的端樣既減少了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面(變速叉腳兩端面、變速叉軸孔16o0.035其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)

4、床加工，通過銑削、鉆床、攻絲的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好)。該零件的主要工作表面為變速叉腳兩端面和叉軸孔16o0.035mm(H8)在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。3. 選擇毛坯變速叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)，由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，并且形狀復(fù)雜，毛坯選用鑄件。ZG45比較于鑄鐵，機(jī)械性能優(yōu)良，特別是韌性好！在"鋼"的范疇里鑄造性能較好，此零件在工藝上必須是鑄造，而對塑性韌性又有較高要求，所以

5、選ZG454. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝路線的擬訂是制訂工藝規(guī)程的總體布局，包括：確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他輔助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。(1).表面加工方法的確定根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表平面加工法案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表孔加工法案的經(jīng)濟(jì)精度和

6、表面粗糙度，確定變速叉零件各表面的加工方法，如表所示。表撥叉零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等級表面粗糙度加工方案備注變速叉頭左端面凸臺IT13gm粗銑一半精銑變速叉頭孔160°'°35mmIT8gm鉆一擴(kuò)一鉸螺紋孔M10IT13gm鉆一絲錐攻內(nèi)螺紋變速叉端面70.28mm70.37IT11gm粗磨一半精磨變速叉內(nèi)表面R23°0.50mmIT12gm粗鏜-半精鏜槽1500.3mmIT13gm粗銃（2）定位基準(zhǔn)的選擇藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于變速叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，選用變速叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊力作用在

7、撥叉頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1）.精基準(zhǔn)的選擇叉軸孔16o0.035mm的中心軸線是變速叉腳兩端面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，變速叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔16o0.035mm的軸線和撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠2）.粗基準(zhǔn)的選擇選擇變速叉軸24mm的外圓面和變速叉頭右端面作粗基準(zhǔn)。采用24mm外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用變速叉頭右端面作粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。（3）.工序的集中與分散本零件體積小安裝較麻煩，自動化程度低

8、，選用工序集中原則安排倒擋變速叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。（4）.工序順序的安排1）機(jī)械加工工序遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)一一倒擋變速叉頭左端面和叉軸孔16o0.035mm遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔16o0.035mm孔；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面撥叉頭左端面和叉軸孔1600.035mm

9、和倒擋變速叉腳兩端面，后加工次要表面螺紋孔、槽。由此初擬撥叉機(jī)械加工工序安排如表所示。表撥叉機(jī)械加工工序安排（初擬）工序號工序內(nèi)容簡要說明1粗銃撥叉頭右端面“先基準(zhǔn)后其他”2鉆、擴(kuò)、鉸©16孔（主要表面）“先基準(zhǔn)后其他”、“先面后孔”、“先主后次”3粗磨撥叉腳兩端面（主要表面）先粗后精“先主后次”4鉆、攻絲M10孔（次要表面）“先面后孔”（精加工開始）5銑槽“先主后次”6半精磨撥叉腳兩端面“先粗后精”2）熱處理工序?yàn)榱烁纳苹蚋淖冭T件的原始組織，消除內(nèi)應(yīng)力，保證鑄件性能，防止鑄件變形和破壞,鑄件清理后，需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。調(diào)質(zhì)硬度為241285HBS為了切削容易，槽在銑削后進(jìn)行高頻淬火

10、。叉腳兩端面在精加工之前進(jìn)行局部鹽爐淬火，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。在表中工序4和工序5之間增加熱處理工序，即：槽表面高頻淬火、變速叉腳兩端面局部淬火。3）輔助工序粗加工變速叉腳兩端面和熱處理后，應(yīng)安排校直工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該變速叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工一一主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工一一主要表面半精加工和次要表面加工一一熱處理一一主要表面精加（5）.確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，擬定撥叉的工藝路線如表所示。表撥叉機(jī)械加工工藝路線（修改后）工序號工序名稱工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)設(shè)備工藝裝備1銑銃016孔右端面左端面

11、臥式銑床銑床夾具、游標(biāo)卡尺2鉆鉆、擴(kuò)、鉸016孔右端面凸臺、024外圓立式鉆床鉆頭、擴(kuò)刀、鉸刀、鉆模、專用夾具、內(nèi)徑千分尺、3锪锪016的兩面倒角016孔中心線立式鉆床锪刀、鉆模、游標(biāo)卡尺4磨磨叉口R23左端面016孔中心線臥式磨床磨床夾具、游標(biāo)卡尺5磨磨叉口R23右端面016孔中心線臥式磨床磨床夾具、游標(biāo)卡尺6鏜鏜R23不完整半圓016孔中心線鏜床鏜刀、鏜床夾具、游標(biāo)卡尺7鉆鉆M10底孔、倒角、攻螺紋016孔中心線立式鉆床鉆頭、絲錐、鉆模、U、螺紋量規(guī)8銑銑槽016孔中心線立式銑床銑刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺9熱處理R34表面鹽爐淬火淬火臺10熱處理槽表面咼頻淬火淬火臺11磨磨叉口R23左端面$

12、16孔中心線臥式磨床磨床夾具、游標(biāo)卡尺12磨磨叉口R23右端面$16孔中心線臥式磨床磨床夾具、游標(biāo)卡尺13清洗去毛刺、清洗清洗機(jī)14終檢檢驗(yàn)檢驗(yàn)臺5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差表倒檔變速叉©16孔機(jī)械加工余量及鑄造毛坯尺寸公差加工工序工序余量工序經(jīng)濟(jì)加工精度工序基本尺寸工序尺寸及偏差鉸IT8161600.015擴(kuò)IT10=15.8500.08鉆15IT131500.2夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)0.035根據(jù)零件已加工的要素，加工160mn孔,需要限制四個(gè)自由度。采用已加工的右端面和$24的外圓中心作為基準(zhǔn)，用V形塊和大平面作為定位元件，限制五個(gè)自由度.除繞孔中心線的轉(zhuǎn)動，支撐板、V形塊和夾具體

13、之間采用螺紋連接。由于零件架構(gòu)的特殊性，V形塊和支撐板都不是標(biāo)準(zhǔn)件，需要結(jié)合實(shí)際外形改造，但是合乎實(shí)際情況。V形塊設(shè)計(jì)成臺階式，支撐板上開口。零件的夾緊采用螺紋夾緊，選取合適的壓板，考慮到零件的安裝和拆卸，選用轉(zhuǎn)動壓板。根據(jù)轉(zhuǎn)動壓板的規(guī)格和零件尺寸設(shè)計(jì)相應(yīng)的螺桿和頂桿，螺桿和頂桿與夾具體之間采用螺紋連接。根據(jù)各夾具零件與夾具體的相應(yīng)位置關(guān)系確定夾具體的大概形狀和尺寸，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。夾具體與機(jī)床之間連接采用定位鍵，定位鍵與夾具體之間采用螺釘連接。附圖鉆模、夾具整體裝配圖7設(shè)計(jì)體會本次課程設(shè)計(jì)是對機(jī)械加工工藝的進(jìn)一步認(rèn)知，在學(xué)習(xí)機(jī)械制造工藝學(xué)這一課程時(shí)只是大概的了解機(jī)械加工。對機(jī)械加工沒有明確的認(rèn)知，只是對課本的內(nèi)容死記硬背應(yīng)付考試。通過本次課程設(shè)計(jì)我對在課堂上沒有理解和不懂的知識有了新的認(rèn)知。機(jī)械加工的課程設(shè)計(jì)是對所學(xué)機(jī)械知識的應(yīng)用，是一次難得的課外實(shí)踐，是一次對機(jī)械行業(yè)深一層次了解的機(jī)會。在河北瑞豐動力的參觀，我對課堂上哪些抽象的概念和加工過程有了實(shí)際見識。老師在課堂所教的知識點(diǎn)在實(shí)際加工過程中都有體現(xiàn)，實(shí)地的參觀學(xué)習(xí)開拓我的見識，知識不僅僅在課堂上，還存在于實(shí)際的應(yīng)用中。實(shí)踐與課堂相結(jié)合更有利于學(xué)習(xí)。機(jī)械制造是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，機(jī)械加工過程必須保持理性。機(jī)械設(shè)計(jì)加工過程中必須有嚴(yán)格的理論和規(guī)則，必須遵循機(jī)械行業(yè)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)